Bessel光束的矢量分析及其能流密度的特征  

The Vector Analysis of Bessel Beam and its Energy Flux

作　　者：刘雅洁[1] 杨性愉[2] 

机构地区：[1]嘉兴学院物理教研室,浙江嘉兴314001 [2]内蒙古大学物理系,内蒙古呼和浩特010021

出　　处：《量子光学学报》2006年第3期171-175,共5页Journal of Quantum Optics

基　　金：浙江省自然科学基金(Y404267)

摘　　要：通过比较自由空间Besssel光束标量解E(r,t)满足的方程和光场矢量E(r,t)与矢量势A(r,t)之间的关系表达式,利用Bessel的特点,合理构造了矢量势A(r,t)的具体形式,推导出电场量E(r,t)的磁场量B(r,t)各分量满足的具体形式。通过数值计算,给出电场E(r,t)在不同参数θ,φ下与径向坐标ρ之间的关系图线(图1,图2),发现由方程(6)描述的标量解仅是矢量场E(r,t)(方程15描述)在小θ下的近似。通过对能量传输特性的讨论,说明“超光速”的提法是不恰当的。Comparing the Helmholtz wave equation （ Eq. 1 ） and its solutions （ Eq. 6 ） satisfied by scalar optical field E（^→,t） that propagate with relationship expression （Eq. 9） of vector optical field ^→E（^→r,t） and vector potential ^→A（^→r,t） , and considering the trait of Bessel function, the vector potential ^→A（^→r,t） was constructed logically. The electric and magnetic field in vacuum （^→E（^→r,t） ＆ ^→B（^→r,t）） of optical beam was deduced from the vector potential ^→A（^→r,t） vai Eq. （9） and Eq. （7.3）. The plots （Fig. 1 and Fig. 2） describing the three parts of electruic field ^→E（^→r,t） vs. radial coordinates ρ are given numerically at different parameters （θ and φ） . And we find that scalar solutions described by Eq. 6 is approximation of vector field ^→E（^→r,t） at smaller θ. Meanwhile, the superluminal behavior would be not correct via analyzing the feature of Energy flux.

关 键 词：BESSEL光束 矢量势 标量势 能流密度 

分 类 号：O431[机械工程—光学工程]